① 焊接時冷裂紋和熱裂紋是怎樣產生的
1、冷裂紋
冷裂紋的特徵
多出現在焊道與母材熔合線附近的熱影響區中,多為穿晶裂紋。
冷裂紋無氧化色彩。
冷裂紋發生於碳鋼或合金鋼,高的含碳量和合金含量。
冷裂紋具有延遲性質,主要是延遲裂紋。
冷裂紋產生原因
焊接接頭(焊縫和熱影響區及熔合區)的淬火傾向嚴重,產生淬火組織,導致接頭性能脆化。
焊接接頭含氫量較高,並聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子,造成非常大的局部壓力,使接頭脆化;磷含量過高同樣產生冷裂紋。
存在較大的拉應力。因氫的擴散需要時間,所以冷裂紋在焊後需延遲一段時間才出現。由於是氫所誘發的,也叫氫致裂紋。
防止冷裂紋的措施
選用鹼性焊條或焊劑,減少焊縫金屬中氫的含量,提高焊縫金屬塑性。
焊條焊劑要烘乾,焊縫坡口及附近母材要去油、水、除銹,減少氫的來源。
工件焊前預熱,焊後緩冷(大部分材料的溫度可查表),可降低焊後冷卻速度,避免產生淬硬組織,並可減少焊接殘余應力。
採取減小焊接應力的工藝措施,如對稱焊,小線能量的多層多道焊等,焊後進行清除應力的退火處理。
焊後立即進行去氫(後熱)處理,加熱到250℃,保溫2~6h,使焊縫金屬中的散氫逸出金屬表面。
2、熱裂紋(又稱結晶裂紋)
熱裂紋的特徵
熱裂紋可發生在焊縫區或熱影響區,沿焊縫長度方向分布。
熱裂紋的微觀特徵是沿晶界開裂,所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形成,
有氧化色彩。
焊後立即可見。
熱裂紋產生原因。
焊縫金屬的晶界上存在低熔點共晶體(含硫、磷、銅等雜質)。
接頭中存在拉應力。
防止措施
選用適宜的焊接材料,嚴格控制有害雜質碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔點共晶,其熔點為988℃,很容易產生熱裂紋。
嚴格控制焊縫截面形狀,避免突高,扁平圓弧過渡。
縮小結晶溫度范圍,改善焊縫組織,細化焊縫晶粒,提高塑性減少偏析。
確定合理的焊接工藝參數,減緩焊縫的冷卻速度,以減小焊接應力。如採用小線能量,焊前預熱,合理的焊縫布置等。
② 焊接缺陷(裂紋)概念 、形成缺陷原因、解決措施!!!(字越多越好、越詳細越好!)
1、產生裂紋的概念:
焊縫裂紋是焊接過程中或焊接完成後在焊接區域中出現的金屬局部破裂的表現。
焊縫金屬從熔化狀態到冷卻凝固的過程經過熱膨脹與冷收縮變化,有較大的冷收縮應力存在,而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過程而產生組織應力,更加上母材非焊接部位處於冷固態狀況,與焊接部位存在很大的溫差,從而產生熱應力等等,這些應力的共同作用一旦超過了材料的屈服極限,材料將發生塑性變形,超過材料的強度極限則導致開裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強度,並且焊縫裂紋的尖端也成為承載後的應力集中點,成為結構斷裂的起源。
裂紋可能發生在焊縫金屬內部或外部,或者在焊縫附近的母材熱影響區內,或者位於母材與焊縫交界處等等。根據焊接裂紋產生的時間和溫度的不同,可以把裂紋分為以下幾類:
a.熱裂紋(又稱結晶裂紋):
產生於焊縫形成後的冷卻結晶過程中,主要發生在晶界上,金相學中稱為沿晶裂紋,其位置多在焊縫金屬的中心和電弧焊的起弧與熄弧的弧坑處,呈縱向或橫向輻射狀,嚴重時能貫穿到表面和熱影響區。熱裂紋的成因與焊接時產生的偏析、冷熱不均以及焊條(填充金屬)或母材中的硫含量過高有關。
b.冷裂紋:
焊接完成後冷卻到低溫或室溫時出現的裂紋,或者焊接完成後經過一段時間才出現的裂紋(這種冷裂紋稱為延遲裂紋,特別是諸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金鋼種容易產生此類延遲裂紋,也稱之為延遲裂紋敏感性鋼)。冷裂紋多出現在焊道與母材熔合線附近的熱影響區中,其取向多與熔合線平行,但也有與焊道軸線呈縱向或橫向的冷裂紋。冷裂紋多為穿晶裂紋(裂紋穿過晶界進入晶粒),其成因與焊道熱影響區的低塑性組織承受不了冷卻時體積變化及組織轉變產生的應力而開裂,或者焊縫中的氫原子相互結合形成分子狀態進入金屬的細微孔隙中時將造成很大的壓應力連同焊接應力的共同作用導致開裂(稱為氫脆裂紋),以及焊條(填充金屬)或母材中的磷含量過高等因素有關。
c.再熱裂紋:
焊接完成後,如果在一定溫度范圍內對焊件再次加熱(例如為消除焊接應力而採取的熱處理或者其他加熱過程,以及返修補焊等)時有可能產生的裂紋,多發生在焊結過熱區,屬於沿晶裂紋,其成因與顯微組織變化產生的應變有關。
2、產生裂紋的原因:
(1)焊件含有過高的碳、錳等合金元素。
(2)焊條品質不良或潮濕。
(3)焊縫拘束應力過大。
(4)母條材質含硫過高不適於焊接。
(5)施工准備不足。
(6)母材厚度較大,冷卻過速。
(7)電流太強。
(8)首道焊道不足抵抗收縮應力。
3、解決措施:
(1)使用低氫系焊條。
(2)使用適宜焊條,並注意乾燥。
(3)改良結構設計,注意焊接順序,焊接後進行熱處理。
(4)避免使用不良鋼材。
(5)焊接時需考慮預熱或後熱。
(6)預熱母材,焊後緩冷。
(7)使用適當電流。
(8)首道焊接之焊著金屬須充分抵抗收縮應力。
③ 簡述焊接熱裂紋和焊接冷裂紋的形成機理 並比較它們各自的特點。
1)熱裂紋。在焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋就是熱裂紋。
形成:由於被焊接的材料大多數都是合金,而合金凝固自開始到最終結束,是在一定的溫度區間內進行的,這是熱裂紋產生的基本原因。焊縫中的許多雜質的凝固溫度都低於焊縫金屬的凝固溫度,這樣首先凝固的焊縫金屬把低熔點的雜質推擠到凝固結晶的晶粒邊界,形成了一層液體薄膜,又因為焊接時熔池的冷卻速度很大,焊縫金屬在冷卻的過程中發生收縮,使焊縫金屬內部產生拉應力,拉應力把凝固的焊縫金屬沿晶粒邊界拉開,又沒有足夠的液體金屬補充時,就會形成微小的裂紋,隨著溫度的繼續下降,拉應力增大,裂紋不斷擴大。當焊縫金屬中含有較多的低熔點雜質時,焊縫金屬極易產生裂紋。母材和焊接材料中含有的有害雜質,特別是硫元素,它是引起鋼材焊縫金屬中發生凝固裂紋的最主要元素。另外,鋼材中含碳量較高時,有利於硫在晶界處富集,因而也是促進形成凝固裂紋的原因,所以採用含碳量低的焊接材料有利於防止凝固裂紋的產生。
‚熱裂紋的特徵:斷口呈藍黑色,即金屬在高溫被氧化的顏色,有時在熱裂紋里流入熔渣的跡象。再者,弧坑裂紋多為熱裂紋。
2)冷裂紋。冷裂紋指焊接接頭冷卻到較低溫度時產生的焊接裂紋。
冷裂紋產生的原因:鋼材的淬火傾向,殘余應力,焊縫金屬和熱影響區的擴散氫含量。其中氫的作用是形成冷裂紋的重要因素。當焊縫和熱影響區的含量較高時,焊縫中的氫在結晶過程中向熱影響區擴散,當這些氫不能逸出時,就聚集在離熔合線不遠的熱影響區中;如果被焊材料的淬火傾向較大,焊後冷卻下來,在熱影響區可能形成馬氏體組織,該種組織脆而硬;在加上焊後的焊接殘余應力,在上述幾種因素的作用下,導致了冷裂紋的產生。
‚冷裂紋與熱裂紋的主要區別就是:冷裂紋在較低的溫度下形成,一般在200-300℃以下形成;冷裂紋不是在焊接過程中產生的,而是在焊後延續一定的時間後才產生,如果鋼的焊接接頭冷卻到濕溫後並在一定的時間(幾小時、幾天、甚至十幾天以後)才出現的冷裂紋稱為延遲裂紋;冷裂紋多在焊接熱影響區內產生,如沿應力集中的焊縫根部形成的冷裂紋稱為焊根裂紋。沿應力集中的焊趾處形成的冷裂紋稱為焊趾裂紋。在靠近堆焊焊道的熱影響區內所形成的裂紋稱為焊道下裂紋。冷裂紋有時也在焊縫金屬內發生。一般焊縫金屬的橫向裂紋多為冷裂紋。冷裂紋與熱裂紋相比,冷裂紋的斷口無氧化色。
④ 焊接冷裂紋和熱裂紋有什麼區別
冷裂紋與熱裂紋區別
1、產生的溫度和時間不同
熱裂紋一般產生在焊縫的結晶過程中。冷裂紋大致發生在焊件冷卻到200~300℃,有的焊後會立即出現,有的可以延至幾小時到幾周甚至更長時間才會出現。所以冷裂紋又稱延遲裂紋。
2、產生的部位和方向不同
熱裂紋絕大多數產生在焊縫金屬中,有的是縱向,有的是橫向,有時熱裂紋也會延伸到基本金屬中去。冷裂紋大多數產生在基本金屬或熔合線上,大多數為縱向裂紋,少數為橫向裂紋。
3、外觀特徵不同
熱裂紋斷面都有明顯的氧化色。冷裂紋斷口發亮,無氧化色。
4、金相結構不同
熱裂紋都是沿晶界開裂的。冷裂紋是貫穿晶粒內部,即穿品開裂,不過也有的是沿晶界開裂。
⑤ 什麼是弧坑裂紋
弧坑裂紋是焊接缺陷用語。1)焊接時焊縫收尾處產生的下陷部分叫做弧坑。
2)裂紋有熱裂紋和冷裂紋,是焊接後焊縫產生的裂紋。
⑥ 焊接什麼結構時容易出現冷裂紋
冷裂紋是焊接接頭冷卻到較低溫度時(對於鋼來說在MS溫度,即奧氏體開始轉變為內馬氏體的溫度以下容)產生的焊接裂紋。
冷裂紋的分類:
(1)淬硬脆化裂紋,淬硬傾向鋼的淬硬傾向越大,含碳量超過16MnR鋼的含碳量的材料,越易產生冷裂紋;容易發生在高中碳鋼,高合金鋼,工具鋼中,可以焊前預熱,並調整焊接線能量和焊接順序,減少淬硬組織並降低應力來防止;
(2)延遲裂紋(氫化裂紋):焊接時,焊縫金屬吸收了較多的氫,由於焊縫冷卻速度很快,有一部分氫氣仍殘留在焊縫金金屬中; 容易出現在低碳鋼、低合金鋼焊接中,控氫是防止關鍵。除了前兩個措施以外,還可以低氫焊絲焊葯,工件清油,緊急後熱300℃保溫等措施來防止;
(3)低塑性脆化裂紋:在鑄鐵和硬質合金構件焊接容易發生。由體積收縮應力造成的破壞,可以焊前預熱,並調整焊接線能量和焊接順序,減少應力來防止。
⑦ 產生焊接熱裂紋和冷裂紋的原因是什麼如何減少和防止
熱裂紋是高溫下在焊縫金屬和焊縫熱影響區中產生的一種沿晶裂紋。
冷裂紋是由於材料在內室溫附近溫容度下脆化而形成的裂紋。
預熱和焊後熱處理都是控製冷裂紋,一個是控制脆硬組織產生、另一個消除擴散氫的含量。
熱裂紋的主要採取控制母材和焊材雜質的含量。
⑧ 在焊接中什麼是冷裂紋和熱裂紋
熱裂紋:沿晶開裂來,一般發生在近焊源縫或焊縫區。有氧化色彩,五金屬光澤。主要分為結晶裂紋,高溫液化裂紋和多變化裂紋三類。
冷裂紋:有時穿晶開裂有時沿晶開裂,一般發生在焊接熱影響區的熔合區或物理化學不均勻的氫聚集的局部地帶。冷裂紋是具有金屬光澤的脆性斷口。主要分為延遲裂紋,淬硬脆化裂紋和低塑性脆化裂紋三類。防止延遲裂紋的措施
①
選用鹼性焊條,減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性
②
減少氫來源棗焊材要烘乾,接頭要清潔(無油、無銹、無水)
③
避免產生淬硬組織棗焊前預熱、焊後緩冷(可以降低焊後冷卻速度)
④
降低焊接應力棗採用合理的工藝規范,焊後熱處理等
⑤
焊後立即進行消氫處理(即加熱到250℃,保溫2~6左右,使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面)。
⑨ 什麼叫焊接冷裂紋
冷裂紋又稱氫致裂紋,主要發生在焊接熱影響區淬硬區,有事也發生在焊縫金屬內部版。冷裂紋權一般在冷卻到環境溫度下產生,有的則在焊後幾天或幾十天才出現,所以亦稱延遲裂紋。
產生的原因:1淬硬組織。
2.氫。
3.拘束應力。
控制措施:1.焊材用低氫焊條。
2.預熱。
3.消氫。
4.焊後熱處理。
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⑩ 焊接熱裂紋和焊接冷裂紋有什麼區別呢
主要是裂紋形成的溫度不同,在較高溫度下(如結晶、加熱時)產生的叫熱裂紋,在低溫下(如常溫、低溫等)產生的裂紋叫冷裂紋。一般鋼鐵材料是以450℃為界,高於它生成的裂紋就是熱裂紋,反之則是冷裂紋。